2#墩钢围堰下水、浮运定位方案0322.doc
《2#墩钢围堰下水、浮运定位方案0322.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2#墩钢围堰下水、浮运定位方案0322.doc（40页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
商合杭铁路芜湖长江公铁大桥SHZQ-1标2#墩钢围堰下水、浮运、定位施工方案
i
目录
1编制依据、编制范围
（1）
1.1编制依据
（1）
1.2编制范围
（1）
2工程概况
（1）
2.1工程概况
（1）
2.1.1设计情况
（2）
2.1.2主要工程数量
（2）
2.2工程地质（3）
2.2.1岩土体特征（3）
2.2.2岩土力学特性（3）
2.3地形、地貌（5）
2.4气象水文条件（5）
3施工部署（6）
3.1工期计划（6）
3.2施工人员配置（6）
3.3施工机械配置（8）
3.4材料供应计划（9）
4施工方案（10）
4.1方案概述（10）
4.2钢围堰下水方案（10）
4.2.1下水流程（11）
4.2.2施工前准备（11）
4.2.3后拉缆及地锚布置（12）
4.2.4底托板包边、悬挂（13）
4.2.5气囊布置（14）
4.2.6围堰下水（15）
4.2.7可能出现问题及应对措施（18）
商合杭铁路芜湖长江公铁大桥SHZQ-1标2#墩钢围堰下水、浮运、定位施工方案
4.3钢围堰浮运方案（19）
4.3.1施工前准备（19）
4.3.2计划作业时间（19）
4.3.3钢围堰浮运方案（19）
4.3.4可能出现问题及应对措施（21）
4.4钢围堰定位方案（22）
4.4.1钢围堰定位系统设置（22）
4.4.2定位船设置（22）
4.4.3定位系统锚碇设置（22）
4.4.4抛锚定位（23）
5安全质量保证措施（26）
5.1浮运注意事项（26）
5.2定位注意事项（27）
5.3安全质量注意事项（27）
6环保、文明保证措施（28）
7工期保证措施（29）
8节能减排措施（29）
9附件（29）
1编制依据、编制范围
1.1编制依据
商合杭铁路芜湖长江公铁大桥设计文件及地质、水文等资料
《商合杭铁路芜湖长江公铁大桥2#墩围堰施工设计图》
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
《公路桥涵施工技术规范》
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》
《路桥施工计算手册》
《中华人民共和国内河避碰规则》
《长江下游分道航行规则》
《长江安徽段船舶定线制规定》（2010）
1.2编制范围
本方案适用于商合杭铁路芜湖长江公铁大桥主桥2#墩钢围堰底节下水、浮运、定位施工。
2工程概况
2.1工程概况
芜湖长江公铁大桥主桥为（99.3+238+588+224+85.3）m双塔双索面高低塔钢箱钢桁结合梁斜拉桥,全长1234.6m。
图2-1主桥立面布置图
主桥墩号为0#~5#墩,其中0#、5#墩为边墩,1#、4#墩为辅助墩,2#、3#墩为主墩。
受芜湖机场飞行净空限制,主塔采用两岸高低塔不对称布置,2#主塔塔顶高程为+141.5m,3#主塔塔顶高程为+125.0m。
斜拉索下端锚固于主梁下弦。
无为侧0#墩旁2个节间钢梁为无索区。
芜湖侧4#、5#墩间6个节间钢梁均为无索区。
塔、梁之间设竖向支座,纵向设置阻尼器。
2.1.1设计情况
2#主塔墩基础采用先围堰后平台的施工方案,围堰既是承台施工的挡水结构,同时也是钻孔桩施工的平台。
本工程围堰为圆端形双壁围堰结构,平面尺寸为71.2m×35.0m,壁厚2.0m,总高为37.1m。
侧板竖向分三节加工制造,底节高度为17.0m,第二节高为14.9m,顶节为单壁结构,高5.2m。
围堰设计的最大设防水位+10.5m,围堰顶高程为+11.0m,抽水水位不高于+8.5m。
抽水时,围堰内外水头差不大于36.4m。
壁仓内填充17.9m高C30水下混凝土,单壁水头差不大于10m。
围堰封底混凝土高度为5.1m。
围堰底高程-26.1m,承台底高程-21.0m,承台顶高程-13.5m,承台混凝土分两次浇注,单次浇筑高度为3.5m/4m。
图2-2底节钢围堰立面布置图
图2-3底节钢围堰平面布置图
2.1.2主要工程数量
底节钢围堰由双壁侧板、底隔舱、底层内支架等组成,围堰内设置两道横桥向底隔舱,底隔舱下设置底托架,作为围堰下水时的支撑。
其工程数量见表“2-1底节钢围堰材料汇总表”。
表2-1底节钢围堰材料汇总表
2.2工程地质
2.2.1岩土体特征
覆盖层:
桥址区水域覆盖层为第四系全新统冲积层,发育厚度从无为岸向芜湖岸方向逐渐变薄,近无为岸最厚处约30m,近芜湖岸基岩则直接裸露于水底。
覆盖层岩性主要为冲、洪积稍密~中密状粉、细砂,少量中~粗砂,底部发育有薄层细圆砾土。
基岩:
场区基岩主要为燕山期（δομ53?
1b）侵入的火成岩（闪长玢岩）及三叠系中晚期黄马清群（T2+3hq2）陆相沉积碎屑岩后因火山岩侵入而形成热液接触变质岩（角岩、角岩化砂岩、角岩化砂质泥岩）。
另外,局部地段发育有因后期断裂错动、挤压而形成的构造岩类（破裂岩、构造角砾岩）。
2.2.2岩土力学特性
桥址区第四纪土层的力学特性参数见“表2-2岩土力学特性参数表”。
表2-2:
岩土力学特性参数值
2.3地形、地貌
芜湖长江公铁大桥桥位通过区为长江中下游冲积平原,主要为长江一级阶地,芜湖岸零星发育有二级阶地。
地势总体趋势芜湖岸高、无为岸相对低,无为岸高程4.5~5.1m,芜湖岸高程7.2~9.5m（黄海高程）;无为岸地表主要为农田、蔬菜大棚、民房,少量沟塘,大堤间江面宽约1.7km,芜湖岸地表则大多为城市居民区及道路,引桥基本沿着早期既有的火车轮渡线展布,沿线穿越长江路、银湖路二条城市干道。
2.4气象水文条件
芜湖市中心地理座标为东经119度21分、北纬31度20分,属亚热带湿润季风气候,温和湿润,光照充足,雨量充沛,四季分明。
年平均气温为16℃,一月平均气温2.9℃,极端最低气温-13.1℃（1969年2月6日）,七月平均气温28.7℃,极端最高气温为41℃（1934年7月14日）,气温高于35℃有18天。
芜湖年平均降水量1195.5mm,全年平均降水128天。
年最大降水量为1906.5mm（1954年）,年最小降水量为565.7mm（1978年）。
日最大降水量为317.5mm（1905年4月19日）。
4~8月降水量约占全年降水量62.4%。
芜湖常年主导风向为东风,夏季多偏南风,冬季多偏北风。
7、8、9三个月受台风影响时最大风速24m/秒,平均风速2.6m/秒。
桥址河段水位受长江径流与潮汐双重影响,主要受长江径流控制,一般每年5~10月为汛期,11月至次年的4月为枯季,水位每日两涨两落,为非正规半日潮型,涨潮历时3个多小时,落潮历时8个多小时,水位年内变幅较大。
3施工部署
3.1工期计划
依据商合杭铁路芜湖长江公铁大桥SHZQ-1标总体施工进度计划要求2#墩主墩钢围堰施工时间为:
2015年4月5日开始至2015年4月16日完工。
具体工期计划安排如下表所示:
表3-12#墩钢围堰下水、浮运、定位计划表
3.2施工人员配置
为保证施工过程各工序能有序进行,钢围堰下水、浮运、定位施工由第一架子队负责,架子队受项目部领导,物资和试验统一由项目部管理,现场配备足够的管理人员及劳动力。
架子队设队长1名、技术负责人1名、技术人员2名、调度2名、测量员4名,下设2个作业工班,分别为钢围堰下水作业工班、钢围堰浮运、定位作业工班,各工班配备专业技术工人。
现场人员具体配备见“表3-2钢围堰下水、浮运、定位施工人员配置表”。
表3-2钢围堰下水、浮运、定位施工人员配置表
依据2#主墩钢围堰下水、浮运、定位三道工序,施工现场人员安排如“表3-3、表3-4、表3-5”所示:
表3-3钢围堰滑移下水现场人员组织表
表3-4钢围堰浮运人员组织表
表3-5钢围堰定位人员组织表
3.3施工机械配置
2#墩钢围堰下水、浮运、定位施工机械配置见下表:
表3-62#墩钢围堰下水施工机械设备配置表
表3-72#墩钢围堰浮运施工机械设备配置表
表3-82#墩钢围堰定位施工机械设备配置表
3.4材料供应计划
按照工期计划,主要材料供应计划见表“3-9主要材料月供应计划表”。
表3-9主要材料月供应计划
4施工方案
4.1方案概述
2#墩底节钢围堰在芜湖大江船厂制造,利用船厂内现有组拼场和下水坡道进行围堰组拼与下水施工。
围堰采用气囊法滑移下水,即利用气囊充气后将钢围堰托起,依靠其自重分力下滑的方法使围堰前行,至江边约10m时解除控制拉缆,围堰加速下滑,快速入水。
围堰入水自浮稳定后,利用拖轮拖运至深水区后解除托板,沿规定路线缓慢浮运至墩位处。
2号主墩底节钢围堰浮运至预定位置后,通过锚碇系统精确定位。
插打定位钢护筒,围堰挂桩形成钻孔平台,进行钻孔桩施工,钻孔桩施工完成后,拆除钻机,解除定位桩与围堰底节内支撑之间的联结;抽水、利用吊挂系统拆除围堰挂桩系统,围堰自浮于水中。
利用浮吊水上接高围堰,围堰下沉着床至设计标高,封底,围堰内抽水,在无水状态下施工承台和主塔墩身。
4.2钢围堰下水方案
4.2.1下水流程
图4-12#墩钢围堰下水工艺流程
4.2.2施工前准备
围堰预计下水时间为2015年4月,根据以往的水文资料分析,下水时水位约为+3.5m（取自中华人民共和国长江海事局近三年芜湖港口水情统计表）,此时水岸线往江中延伸约45m,则实际滑道长度约为55m左右。
根据围堰下水过程计算分
析,距岸边60m以外,围堰最大吃水深度为8.463m,为安全考虑,围堰下水区域水深不得小于10m。
当围堰完全自浮时,吃水深度为4.97m,底托板脱落后,围堰吃水深度为4.59m。
通过计算需对现有坡道进行重新调整,围堰下河坡道共分为三段,围堰后端根据地形设置1:
38的坡道（坡度2.63%）,长度约60m,中间设置1:
15的坡道（坡度6.67%）过渡,长度30m,前端设置1:
10的坡道（坡度10%）,长度15m。
并在设计上要求坡道承载力应为气囊工作压力的2倍以上。
坡道前端离水面高差为0.4m。
围堰下河前,围堰重心布置于1:
38的坡道上,如下图所示:
图4-22#墩底节钢围堰下水布置图
围堰下水与浮运计算详见附件。
为保证钢围堰下水过程和航行过程中的安全,确保万无一失,应对下水滑道周围的水域和所经的航路事先由测量船做一次地毯式的扫描,选择最佳航路及增加施工人员、水手对下水滑道周围水域的了解。
并申请芜湖海事局派海巡艇及交管中心VTS全程护航监控,疏航以策安全。
4.2.3后拉缆及地锚布置
为保证围堰在滑道能够进行转向和向前移动,并能控制围堰下滑的速度和大致方向,需要在围堰上设置后拉缆。
根据计算数据和围堰的外形结构,确定围堰下河时的牵引采用两点牵引法,牵引点的位置布置在正对底隔舱的位置,通过两个地锚进行固定牵引。
现场下水设备和地锚布置为:
围堰后端控制围堰下滑的地锚布置于拼装围堰的正端头21m距离处,地锚为埋置式钢筋混凝土锚,共设2个,每个地锚设计水平拉力为100t,尺寸为:
长6m,宽5m,深3m,顶与地面平齐,预埋钢板锚环。
拉缆通过2台180t（>152t）滑车组（15t卷扬机、六门走十二滑车组）与地锚相连。
钢围堰壁板上设置牵引耳板,提供地锚牵引索的附着点。
图4-3底节钢围堰后拉缆布置图
4.2.4底托板包边、悬挂
钢围堰托板采用20mm厚钢板,托板在钢围堰下滑过程中的作用是保证气囊工作平整及传力。
为保证其工作性能须作如下处理:
钢管包边:
在气囊进出托板时,为不伤及气囊,不影响钢围堰下滑,需将底托板外露边用φ48×3.0mm钢管包边并点焊牢靠。
托板包边如图4-4所示。
图4-4底托板包边示意图
底托板在钢围堰下滑时须与钢围堰临时连接,以避免气囊在走行过程中,底托板发生变形,导致底托板与底隔舱发生脱离,同时可以保证围堰在下水后,底托板与底隔舱不过早脱离,造成底托板前端插入河床、弯折并卡在底隔舱内等现象,使底隔舱破损,造成漏水,导致围堰下水失败。
临时连接设置:
分别在底隔舱上环板、围堰顶环板、底托板上设置吊耳板,在两吊耳板之间用钢丝绳连接。
除围堰前端和底托板大梁处采用直径36mm的钢丝绳,其它位置用直径28mm的钢丝绳,布置间距约5m。
经计算,单条底托板共布置28个点,每个点的拉力为8.7t（按直径28mm钢丝绳考虑）,共可承受243.6t
大于单条托板的自重317/2=158.5t,满足下水要求。
图4-5下滑过程底托板与底隔舱固定示意图
4.2.5气囊布置
钢围堰制作完成后,报检合格并签证后,在钢围堰下的支撑点间布置气囊,底隔舱下气囊按2.5m间距布置,围堰至水口处的气囊按3.75m间距布置,共需布置60个气囊（底托板下54个,围堰外6个）。
对于少量与钢凳位置有冲突的气囊,待其余气囊充气,钢凳与围堰脱离后再进行布置。
钢围堰下方两侧气囊对称布置,如图4-6所示。
图4-6底节钢围堰气囊布置图
气囊在充气前,必须先布置好地锚及卷扬机等装置,将钢围堰锚固牢靠,使其在起顶后不向前滚动。
气囊充气的顺序应尽量对称、分散,相邻的气囊分成两
批次充气,当气囊充气至钢围堰起顶0.7m时,钢围堰脱离支承点约10cm,拆除钢支撑。
支承点需清理干净,并精心平整地面,以免戳破气囊或影响气囊的滚动。
气囊受力参数表如4-1所示。
表4-1气囊受力参数表
4.2.6围堰下水
钢围堰制作拼装完成后,报检合格,获海事、航道、管制行政许可,办理完封航签证手续后,挂好地锚钢丝绳,方可进行下水作业。
围堰下水前需对滑移范围内的场地进行清理,保证无杂物尤其是可能戳破气囊的尖锐物。
场地清理完毕需对下水坡道进行地基承载力复核,防止地基下沉、塌陷。
（1）起滑
气囊下河的所有准备工作就绪,如图4-7所示,具体下河日期要综合考虑当时的天气、风力及潮水位情况,应在风力较小、无雨水的天气下进行,并尽量选择高潮位时段。
图4-7围堰下河气囊准备
当气囊完全托起钢围堰,下滑道清理完成后,开始按设计要求速度滑移钢围堰。
每当围堰滑移5~6m时,及时向围堰艉端垫入气囊并及时充气,艏端气囊滑出围堰时,倒至围堰艉端备用。
钢围堰在下水坡道若开始不能下滑,可通过调节气囊压力,来调整气囊的工作高度,改变围堰的下倾坡度,从而调整围堰姿态。
必要时,则准备采用装载机或拖轮挂钢丝绳牵引,直至围堰开始下滑。
围堰松缆下滑如图4-8所示。
图4-8围堰松缆下滑
（2）断缆、下滑入水
钢围堰控制下滑至水口10m处时,后拉缆断缆,让钢围堰自由加速下滑,利用其惯性入水并向江中滑行一段距离,使钢围堰后端水深满足自浮吃水深度要求。
在此过程中,由于钢围堰与底隔舱前端密封导致围堰内进水较慢,需要一定时间才能达到稳定吃水深度,如图4-9所示。
图4-9围堰断缆下滑入水
（3）围堰稳定
钢围堰整体入水后,会在惯性、风力、水流作用下继续漂浮,围堰前端在离岸边107m左右时处于静止（以0.2m/s视为静止）。
考虑到围堰下水过程中,长度方向垂直于水流方向,受水流阻力影响围堰前端要偏向下游。
故在围堰下水前,围堰艏端转向马口B处预先各系带长度约100m,直径100mm的尼龙缆绳,尼龙缆绳的另一端垂挂在围堰上,待围堰下水静止后及时将缆绳收紧系于“宁港23”拖轮,使围堰处于稳定受控的漂浮状态。
如图4-10所示。
图4-10拖轮靠绑控制围堰
（4）托板回收
在围堰完全自浮稳定,拖轮靠绑完毕,在适当的位置割除连接底托板的连接钢丝绳,使底托板下沉到水底。
托板一端预留起吊钢丝绳和浮漂,在托板沉到河
床后打捞船就位,水下由潜水员水下分块切割后打捞。
钢丝绳采用电焊割除,以防钢丝绳在断裂的一瞬间横飞。
为了确保操作人员安全,在割除时现场须采取防护措施。
图4-11托板回收
4.2.7可能出现问题及应对措施
（1）钢围堰下水不顺利
考虑到钢围堰浮运至桥址定位水域需最大限度地利用白天的实际需求,围堰在浮运当日下河应及早进行,浮运于当日07:
00左右,围堰下河及拖轮编绑组成吊绑结合的队形组合完毕,开始浮运上行;如预计或预知围堰下河完毕时近中午,则提前在大江船厂附近水域设置围堰靠泊设施（囤船或驳船）供围堰下河后靠泊,待次日天明浮运。
（2）钢围堰下水速度过快
在钢围堰下水前,设置柔性保险长缆绳,系结在水边准备的铁锚上,保险缆绳长度按照钢围堰安全距离确定,蛇行盘在水边空地上,利用铁锚控制钢围堰。
并配备大马力拖轮附近待命。
（3）钢围堰侧板漏水
钢围堰在移动、下水过程中结构局部受力过大,造成局部焊缝裂开,导致侧板进水,应备用水泵及时抽水,并补焊小隔舱或采用专用堵漏材料进行堵水。
（4）围堰下水过程搁浅
①当围堰因气囊滚动不便而停止在江边时,可使用拖轮向江中拖拉,使围堰入水并自浮。
②若采用拖轮拖带仍然无法入水,则采用在围堰前端注水,使围堰后端翘起,
减轻对边坡的压力,减小向江中下滑阻力的方法使围堰下滑入水。
围堰上均匀布置16台水泵（4台备用）,300KW发电机固定于围堰外平台上。
③准备高压水笼带,用高压水冲掉部分岸坡。
4.3钢围堰浮运方案
4.3.1施工前准备
围堰下河前,就拖轮配合围堰下河、浮运、协助定位等作业,相关方要进行沟通商榷,便于作业各方有效衔接并具有可操作性,围堰定位水域设施环境应满足拖轮浮运操作的要求,防止对拖轮的车舵构成损害。
4.3.2计划作业时间
05:
00（天明）之前,作业人员及参与拖轮抵达指定水域准备就绪;05:
00操作钢围堰下河,钢围堰顺利下河并运动态势减缓后,开始浮运。
计划作业时间安排如表4-2所示。
表4-2浮运作业时间计划表
4.3.3钢围堰浮运方案
因钢围堰形体特异,无舵等操纵设备,运作迟缓,惯性较大,采用操纵性能先进的360°全回转的“宁港23”,用以稳定航行,控制淌航和前进的速度。
钢围堰后圆端两侧分别有“宁港22”、“宁港9”两艘大马力拖轮左右挟持,既能稳定航向,改变航向,又能增加稳定性,便于控制船位。
（1）围堰下河后,“宁港23”全回转拖轮于围堰前圆弧端转向马口B各系带首拖缆,“宁港23”全回转拖轮艉上部逆流牵吊围堰使其处于稳定受控的漂浮状态,
“宁港22”全回转拖轮首先编绑于围堰东侧系缆柱B、C、D,绑妥后“宁港9”常规拖轮编绑于围堰西侧系缆柱B、C、D,围堰左右两侧拖轮编绑妥后,“宁港23”全回转拖轮解掉首拖缆,至围堰前端边侧带艏拖缆,以控制围堰前半部姿态,拖轮浮运编队如图4-12所示。
图4-12拖轮浮运编队示意图
围堰姿态调整及拖轮捆绑顺序如图4-13所示。
图4-13拖轮捆绑顺序图
（2）“宁港23”为主控拖轮,浮运现场总指挥位于该轮,此种编绑队形瞭望无盲区,航向的稳定性和改向性能均较好,应急能力强。
浮运过程中“宁港23”向右转向,以牵引钢围堰向右转,在逐渐转向的过程,“宁港22”、“宁港9”协助钢围堰向右调向,同时控制钢围堰不会大幅度地向下向右漂移。
“宁港9”、“宁港22”、“宁港23”三艘拖轮合力操纵2#墩钢围堰驶往定位区域下游水域,航行路线约1050m,轨迹如图4-14所示:
图4-14围堰行驶轨迹图
（3）操纵围堰逆流缓慢进入定位区域至上游定位船正下方保持约20m的纵距,控制围堰呈稳定状态。
实际实施根据作业要求和现场环境等适时调整拖轮编绑队形。
（4）在浮运过程中,“长江2002”常规拖轮在船队旁左、右游弋、护航,以应急需,确保万无一失。
4.3.4可能出现问题及应对措施
4.3.4.1防止断缆措施
（1）2#墩钢围堰可供拖轮编绑浮运的系缆桩及其附近易磨损缆绳的部位应加焊半圆钢管。
（2）各拖轮应使用具有足够强度的缆绳编队,每组系缆均采用双缆系带即钢丝缆与尼龙缆并用,同时受力。
注意出缆角度的合理性,系缆与船体等的摩擦或接触部位包扎帆布,挂垫枕木、钢丝绳加涂黄油。
（3）航行操作中避免快车急舵,非必要情况下,切忌形成大起大落的运动态势,防止断缆。
（4）发生断缆情况时,相关拖轮应立即停车,防止断缆绞缠车叶,报告浮运现场指挥并立即恢复系缆,在确无危及车舵的情况下,方可适当用车协助系缆恢复。
4.3.4.2防搁浅措施
（1）围堰浮运上行时,各拖轮开启测深仪、雷达、电子海图等助航设备正确判定船位。
（2）始终保持船队处于受控状态,注意抑制风流压的影响,防止偏离航道。
（3）防止看错航标,杜绝在能见度不能满足航行要求的情况下冒险航行。
（4）各相关作业拖轮于拖航前进行一次检修保养,使船舶处于良好的技术状态,备妥相关配件,机舱部人员加强值班,确保机器设备正常运转。
各拖轮配备妥满足数量要求的适任船员。
（5）浮运前召开航次会和作业会,布置落实安全措施,协调有关事宜。
（6）现场作业人员安全防护用品要穿戴齐全,严格执行相关安全操作规程,确保浮运及相关作业中的人身安全。
4.4钢围堰定位方案
4.4.1钢围堰定位系统设置
桥址处水流呈单向流态,拟定2#主墩底节围堰定位系统采用锚碇和前定位船（不设后定位船）。
围堰定位系统具体布置详见《2#墩围堰锚锭系统布置图》。
为使2#墩底节钢围堰顺利快速定位,在围堰开始浮运前,定位船先抛锚定位于预定位置,前拉缆理顺放在围堰外平台上,钢围堰两侧边锚抛投到预定地点后,另一端锚缆用牵引钢丝绳固定在定位船上。
待钢围堰浮运至墩位处将锚缆由定位船过渡到底节围堰上,通过收缆系统调整钢围堰精确定位。
4.4.2定位船设置
定位船采用1艘400t铁驳,定位船起到确定、调整钢套箱围堰的位置,调节拉缆、主锚受力的作用,并对钢套箱围堰具有安全防护作用。
定位船上布置有马口、将军柱、绞罐、固定座、卷扬机等设备,通过这些设备可调整锚绳及拉缆。
图4-15定位船平面布置图
4.4.3定位系统锚碇设置
（1）定位船锚碇
定位船主锚采用4个8
升级会员 